Componentes electrónicos en SMD

¿Qué son los componentes SMD?

Un componente tipo SMD (Surface Mounting Device)  se suelda de forma directa a la superficie de la PCB a través de los pads, dicha tecnología es denominada SMT, frente a los componentes de tecnología de agujeros pasantes o throughole que se fabrican con terminales que se sueldan en la parte contraria donde se inserta el componente. Los componentes electrónicos tradicionales se están abandonando cada vez más haciendo uso extensivo de los componentes SMD.

Diferentes tipos de componentes SMD

Ventajas de los SMD

El tamaño de estos componentes es muy reducido, ahorrando espacio en la placa y cantidad de cobre utilizada. Esta es una de las mayores ventajas de los SMD, ya que al ocupar tan poca superficie se minimiza también la longitud de las pistas. Además, la eliminación de los terminales hace que mejore la inductancia y la resistencia parásita que se da en el encapsulado.

También cuenta con una completa adaptación a las últimas tecnologías y soportan multitud de tipo de ácidos, disolventes y limpiadores lo que hace que podamos sumergir los circuitos en productos como la acetona para eliminar residuos de soldadura.

Su ligereza los hace perfectos para áreas como la aviación, la competición deportiva, el armamento militar…

Desventajas de los SMD

Uno de los principales problemas que acarrea el reducido tamaño de estos componentes es la correcta identificación de los mismos, ya que los fabricantes apenas cuentan con espacio para imprimir su código.

Por ello, se recurre a códigos que reflejan el part number que normalmente debe consultarse en páginas web que describen estas identificaciones.

Tipos de SMD

Los SMD Pasivos utilizan una amplia variedad de encapsulado, la mayoria son como los componentes electrónicos convencionales existentes como son las resistencias y condensadores, el cual el tamaño de los encapsulados están razonablemente estandarizados.

Otros componentes como bobinas, cristales y otros tienden a tener necesidades individuales y por lo tanto sus propios encapsulados varían de acuerdo a las propiedades.

Las resistencias y condensadores vienen en una variedad de encapsulados de distintos tamaños, se les atribuye, por ejemplo: 1812, 1206, 0805, 0603, 0402, 0201.

 

Tipos de tamaño de los SMD pasivos

Estas cifras no son un código extraño, sino que se refieren a las dimensiones en  décimas de pulgadas. En otras palabras, el 1206 mide .12? (3 mm) por .06? (1,5 mm) pulgadas.

Los tamaños más grandes, tales como 1812 y 1206 fueron los primeros que se emplearon, no obstante todavía  son de uso generalizado en grandes producciones. Sin embargo se puede encontrar uso en aplicaciones en las que mayores niveles de energía son necesarios, o cuando otras deferencias exigen los tamaños más grandes.

Las conexiones a la placa de circuito impreso se realizan por medio de áreas (o pads) metalizadas en los extremos del paquete. 

Conexion del SMD a las pistas

Las Resistencias SMD

las resistencias SMD son el componente más utilizado en electrónica y millones de resistencias se fabrican diariamente para la construcción de pequeños equipos electrónicos en caso de fallo es importante saber cómo reconocerlas y reemplazarlas (si bien es un proceso muy delicado).

Son muy diferentes a las clásicas y las podemos encontrar con forma rectangular, tienen áreas metalizadas en los extremos del cuerpo, que les permite ponerse en contacto con la placa de circuito impreso a través de la soldadura.

Resistencias SMD

¿Como indentificar el valor?

Leer el código de las resistencias SMD parecerá en principio un poco complicado porque hay varios códigos empleados hoy en día, pero las de un tamaño “manejable” resultan fáciles de distinguir para los usuarios con un poco de práctica.

Las más fáciles de leer son las que tienen códigos numéricos de 3 cifras. En ellas, los dos primeros dígitos son el valor numérico mientras que el tercer dígito es el multiplicador, es decir, la cantidad de ceros que debemos agregar al valor. Es un sistema similar al que se usa en los capacitadores.

Lectura del valor de la resistencia SMD

Códigos de tres cifras en resistencias con valores menores de 10Ω

Con el sistema anterior, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 10Ω y equivale al código “100” (10 + ningún cero), así que con valores de resistencia menores de 10Ω se usa la letra “R” que equivale a una coma.

Codigo de tres cifras para identifica el valor.

Por ejemplo, una resistencia con el código 4R7 equivale a 4,7Ω donde reemplazamos la “R” con una coma. Si el valor de la resistencia es menor de 1Ω, usamos el mismo procedimiento de la letra “R”, pero poniéndola como primera cifra. Por ejemplo, R39 equivale a 0,39Ω.

Códigos de cuatro cifras (resistencias de precisión)

codigo de cuatro cifras para identificar el valor.

Con el sistema de 4 cifras, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 100Ω y que equivale a ver impreso en la resistencia: 1000 (100 + ningún cero).
Para los valores de resistencia menores de 100Ω, se emplea la misma solución del sistema a 3 cifras y se agrega una letra “R” en lugar de la coma.

 

Además del sistema nombrado existen otros según acuerdos entre fabricantes y para resistencias de mucha precisión, existe un sistema de códigos llamado EIA-96 bastante más complejo de resolver si no contamos con la tabla de referencia.

Video explicativo para identificar el valor de las Resistencias SMD

Código EIA-96 para resistencias SMD (SMT)

​En este las primeras dos cifras del número leído es un número índice de una tabla en la que encontramos el valor equivalente mientras que la letra final equivale al multiplicador.

Para ver si una resistencia esta codificada en EIA-96, hay que observar si al final del código hay una letra.

El multiplicador 0,01 (resistencias con valores entre 1Ω y 9,9Ω) se puede codificar con la letra Y o a de igual manera también con la letra R. Lo mismo sucede con el multiplicador 0,1 (resistencias entre 10Ω y 99Ω) que se puede codificar con la letra X o también con la letra S.

Tabla para decodificar las resistencias SMD EIA-96

Tolerancias de las resistencias SMD

En los sistemas de codificación no hay ningún modo de indicar la tolerancia de las resistencias (la cuarta franja de color en las resistencias comunes). Aunque existen excepciones: las resistencias codificadas con números de 3 cifras suelen tener una tolerancia del 5% mientras que las resistencias con números de 4 cifras y las resistencias codificadas con EIA-96 tienen una tolerancia del 1%.

Potencia de las resistencias

La potencia de las resistencias SMD al igual que con las Through Hole (de agujeros pasantes) depende de las dimensiones de estas. 

Condensadores SMD

Los condensadores SMD son usados en cantidades tan grandes como los resistores, es el componente más empleado después de estos. Existen diferentes tipos de condensadores, de cerámicos, de tantalio, los electrolíticos, etc…

Diferentes tipos de condensadores en SMD

¿Como identificar el valor del los condensadores SMD?

Normalmente, el conocimiento de estos códigos de condensadores básicos y de los sistemas de marcado de condensadores permite decodificar fácilmente códigos en la mayoría de los condensadores.

Indentificar el valor del condensador SMD
  • Marcas no codificadas: la forma más obvia de marcar los parámetros de un condensador es marcarlos directamente en la carcasa o en el encapsulado de alguna manera. Este método funciona mejor en condensadores más grandes donde hay suficiente espacio para las marcas.
  • Marcas abreviadas de condensadores: los condensadores más pequeños solo pueden tener espacio para unas pocas cifras impresas como un código para el valor. Este código de marcado de condensador usa tres caracteres.Tiene muchas similitudes con el sistema de código de color adoptado para las resistencias, pero sin la parte de color del esquema de codificación. Las dos primeras figuras se refieren a las figuras significativas, mientras que la tercera actúa como un multiplicador. El valor del condensador se indica en picofaradios para los condensadores de cerámica, película y tántalo, pero para los electrolíticos de aluminio, el valor se denota en microfaradios
Tabla valor multiplicador condensadores smd

Para valores pequeños, la letra R se usa para denotar un punto decimal, por ejemplo, 0R5 es 0.5, 1R0 es 1.0 y 2R2 es 2.2, etc.

Este esquema es ampliamente utilizado con condensadores de montaje en superficie donde el espacio es muy limitado.

  • Código de color: algunos condensadores más antiguos usan una forma de código de color. Este tipo de marcado de condensador se usa menos en estos días pero se puede ver en algunos componentes.
  • Códigos de tolerancia: algunos condensadores tienen un código de tolerancia. El código utilizado es en realidad el mismo que se usa con las resistencias, pero para completar este código de capacitor de tolerancia.

Transistores y Diodos (discretos)

Estos componentes discretos vienen presentados a menudo en un encapsulado pequeño de plástico. Las conexiones se realizan usando pines, que salen del encapsulado y asientan sobre el área de la placa. En el caso de los transistores al presentar 3 terminaciones, por la forma del encapsulado es imposible colocarlo mal.

Tipos de transistores y diodos en SMD

¿Como identificar el valor del transistor?

Para  poder identificar el valor de los transistores SMD, los fabricantes usan una leyenda de dos o tres caracteres. Para esto se necesitaría de un catalogo o manual de servicio.

Existe un catalogo denominado ‘SMD codebook’ el cual aporta mas de 3500 elementos SMD que ha sido desarroyado por el radioaficionado norteamericano R.P Blackwell (GM4PMK).

Este catálogo es extremadamente útil para poder identificar los transistores SMD y otros elementos similares.

Click aquí  para acceder a la pagina del SMD Codebook

Fragmento del Codebook SMD (GM4PMK)

Otra página web de grandísima ayuda es http://www.s-manuals.com/smd aquí vamos a encontrar aquellas combinaciones de tan solo 2 caracteres que nos encontramos al principio de nuestros componentes SMD. Tan solo clicando en nuestro número este nos lleva a una página con los posibles candidatos que puedan estar relacionados. También tipo/forma de encapsulado, el part number y el fabricante son mostrados. Y esto es verdaderamente útil, ya que puedes ir directamente al datasheet correcto.

Para circuitos integrados más grandes, con mayor número de pines, no tenemos que hacer tantos esfuerzos, pues tienen suficiente espacio para su identificación.

Para darte una pequeña ayuda sobre cómo interpretar y usar una guía de identificación de componentes SMD, os he preparado esta guía gratuita.

Representación de los transistores según su encapsulado

Tipos de transistores SMD

una vez sea identificado el encapsulado, se lee el código alfanumérico impreso encima del transistor SMD y hace una búsqueda en el catalogo mencionado anteriormente (SMD Codebook).

Los transistores digitales de montaje en superficie se fabrican con resistencias integradas en su encapsulado.

Dependiendo del modelos del transistor nos podemos encontrar varios tipos. los que tienen una resistencia conectada a la base, otros al emisor y tambien los hay con una resistencia conectada a la base y al emisor

Tipos de Transistores SMD con Resistencias incorporadas

Circuitos Integrados

la variedad en los circuitos integrados como en los thru-hole, dependerán del nivel de conexiones internas como los pines que requiera el encapsulado. Algunos de baja escala puedes oscilar entre 8-10, o 14-16 pines, mientras que en procesadores o chips VLSI pueden ser necesarios hasta 200 o más.

Circuitos Integrados en SMD

Por ejemplo, para los chips más pequeños, encapsulados como el SOIC (Small OutlineIntegratedCircuit) pueden ser utilizados. Son la versión SMT del clásico DIL  (Dual In Line) también llamados DIP, por ejemplo se los usan en la conocida serie lógica  74XXX. Además, hay versiones más pequeñas incluyendo TSOP (Thin Small OutlinePackage) y SSOP (Shrink Small OutlinePackage).

Los chips VLSI requieren un enfoque diferente. Regularmente, se emplean encapsulados con pines en los cuatro costados (quad flat pack). La separación de los pines depende del número de la cantidad requerida. Para algunos de los chips puede ser una distancia de 20 milésimas de pulgada. 

Circuito Integrado BGA

Otros encapsulados también están disponibles. Un conocido como BGA (BallGridArray) se utiliza en muchas aplicaciones. En lugar de tener las conexiones en el lado del paquete, que se encuentran debajo. Se sueldan mediante pequeñas esferas de estaño, como la totalidad de la parte inferior del encapsulado puede ser utilizado, se puede colocar mayor cantidad de pines o igual cantidad más grandes y espaciados obteniendo un fijamiento más fiable.

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